FR2463563A1 - Element de chauffage electrique a ailettes radiales - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ELEMENT DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE DU TYPE A AILETTES RADIALES. CET ELEMENT COMPORTE UN SUPPORT TUBULAIRE LONGITUDINAL CENTRAL SUR LEQUEL SONT MONTES, DE MANIERE A POUVOIR COULISSER LIBREMENT, DES DISQUES D'ISOLATION ET DES ENTRETOISES. CES DISQUES ET ENTRETOISES PRESENTENT DES TROUS OBLONGS, ORIENTES RADIALEMENT ET DANS LESQUELS DES CONDUCTEURS, EN FORME DE RUBANS ALLONGES, PASSENT LIBREMENT. LES EXTREMITES DE CES CONDUCTEURS SONT RELIEES ENTRE ELLES DE MANIERE A ASSURER LA CONTINUITE ELECTRIQUE ENTRE LES CONDUCTEURS. UN DISPOSITIF FAIT CIRCULER UN GAZ NON OXYDANT OU DE L'AIR A L'INTERIEUR DU SUPPORT CENTRAL ET SUR LES CONDUCTEURS AFIN DE MINIMISER L'OXYDATION. DOMAINE D'APPLICATION: TUBES RAYONNANTS, CHAMBRES CHAUFFANTES, FOURS, ETC.

Description

Avec l'augmentation relativement récente du coût des combustibles gazeux et liquides et la poursuite de la pénurie de ces combustibles, les utilisateurs d'appareils chauffés industriels, par exemple de fours, recherchent des moyens plus efficaces pour la mise en oeuvre de ces appareils désignés ci-aprds "fours". En conséquence, les fours à gaz et à combustible liquide sont à présent transformés pour fonctionner électriquement, ce qui est également plus propre, plus silencieux et moins exigeant en entretien. Les fours électriques sont devenus très intéressants, malgré les grandes améliorations à apporter dans la mise en oeuvre des éléments chauffants électriques.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 016 403 décrit un dispositif dans lequel, à la différence de l'invention, l'interconnexion des conducteurs maintient la structure de support assemblée, ce qui aggrave les problèmes soulevés par les contraintes thermiques et le fluage, en particulier dans des installations verticales. De plus, les conducteurs du type à tige en U du dispositif décrit dans le brevet précité sont d'une fabrication et d'un assemblage plus difficiles et plus coûteux que ceux des conducteurs en forme de lame mince, rectangulaire et plane du dispositif selon l'invention. I1 existe également un élément de chauffage dont le conducteur est réalisé sous la forme d'un ruban plat.Cependant, ce dernier est enroulé en hélice, de sorte qu'il est tout-à-fait différent des conducteurs linéaires utilisés dans l'élément de chauffage selon l'invention.

-L'invention concerne donc un élément chauffant à ai lettes radiales qui présente de nombreux avantages par rapport aux éléments antérieurs. Le rapport du poids à la longueur de l'élément chauffant selon l'invention est inférieur à celui des éléments antérieurs. I1 est ainsi possible d'utiliser l'élément selon l'invention en plus grande longueur, dans des foyers de four plus larges ou dans des chambres chauffantes plus profondes. La stabilité électrique de l'élément selon l'invention est très bonne, ce qui permet le montage d'un tel élément à l'état neuf dans un circuit comportant des éléments -usagés, sans provoquer de déséquilibres électriques. Lorsque l'élément chauffant selon l'invention est utilisé dans un tube rayonnant, son oxydation et celle du tube sont minimisées.L'énergie thermique libérée par le tube rayonnant électrique est équivalente à celle d'un tube rayonnant chauffé par combustible.

L'élément de chauffage électrique selon llinven- tion présente deux avantages importants, à savoir le dégagement calorifique et la grande souplesse de conception du point de vue électrique. Cette conception permet à l'élément d'exposer une surface rayonnante maximale d'une manière minimisant la reradiation de l'énergie thermique vers l'élément chauffant, ce qui maintient ce dernier à une température inférieure. Cette caractéristique permet d'accroître la durée de vie de l'élément en raison du rapport accru entre la surface et la masse des conducteurs. I1 est possible de diminuer la puissance dégagée par unité de surface par rapport à des conducteurs plus volumineux, pour la même quantité de chaleur dégagée.Les différences de température entre l'élément chauffant et le tube rayonnant sont moindres, ce qui permet d'élever la température du tube pour toute température donnée de l'élément. En outre, la conception de l'élément selon l'invention permet d'apporter de plus importantes modifications au câblage sans réduire la surface rayonnante. Il est possible de modifier la résistivité de I'élément en faisant varier la section droite dudit élément, avec un très faible changement de la surface exposée. La rangée de conducteurs faisant partie de chaque élément peut être connectée à un circuit électrique monophasé ou polyphasé.

L'invention concerne donc un élément de chauffage électrique caractérisé par une répartition plus uniforme de la chaleur sur la longueur d'un tube rayonnant ; une plus longue durée de vie , la possibilité d'adapter l'élément à des fours chauffés par combustible ainsi que la possibilité de pose de cet élément dans des fours neufs ; une configu ration et une disposition des conducteurs permettant à la chaleur de rayonner radialement au maximum vers l'extérieur de l'élément ; la possibilité de changer aisément la résistance des- conducteurs- en modifiant au minimum la surface de ces conducteurs ; la présence d'éléments perfectionnés pour interconnecter les extrémités des conducteurs et minimiser ainsi le dégagement indésirable de chaleur aux extrémités d'un tube rayonnant ; le montage flottant des conducteurs, minimisant les contraintes thermiques et le fluage 5 l'indépendance de la'structure de support vis-à-vis des conducteurs pour le maintien de cette structure dans l'assemblage; un dégagement de chaleur moins limité que celui obtenu avec les tiges circulaires du type en épinglé à cheveux ou les rubans plats, enroulés en hélice, des formes de réalisation compactes ; la seule obligation pour les conducteurs de supporter leur propre poids ; un rapport poids/longueur de l'élément permettant son utilisation dans des fours plus larges ou plus profonds; une forme et un aliment des conducteurs permettant d'obtenir un dispositif du type à ailettes qui rayonne la chaleur avec une plus faible puissance par unité de surface, ce qui accroit la durée de vie de l'élément ; l'inutilité d'avoir un procédé et un montage spécial ou supplémentaire d'organes d'isolation aux extrémités de l'élément ; le maintien de cet élément par un seul organe de'strucre ; l'association, si cela est souhaité, à la structure centrale de support, d'organes permettant de faire passer un fluide sur les conducteurs de l'élément chauffant afin de minimiser I'oxydation de cet élément et de la surface intérieure d'un tube rayonnant ; la réalisation d'une seule pièce de la structure de support qui est séparée structurellement des conducteurs ; une fabrication, un assemblage et une réparation des pièces de l'élément plus aisés que ceux des pièces des éléments de l'art antérieur ; l'inutilité d'avoir à courber les- conducteurs lors de la fabrication de l'élément; la diminution du nombre de soudures demandées par les conducteurs, pour la même conductivité électrique, par rapport aux tiges circulaires du type en épingle à cheveux ; un assemblage plus rapide que celui des éléments à conducteurs du type en épingle à cheveux, en raison du plus faible nombre de conducteurs nécessaires ; l'empilement élastique d'entretoises et d'organes d'isolation concentriquement sur un organe central de structure formant un élément qui constitue une structure de support dont l'intégrité ne dépend pas des conducteurs ; des conducteurs minces, plats, en forme de lame, offrant une plus grande souplesse de conception pour l'élément ; la possibilité de changer aisément l'élément sans arrêter le four ; un dégagement d'énergie thermique à peu près équivalent à celui d'un tube rayonnant chauffé par gaz ou combustible liquide ; la possibilité d'introduire directement dans la chambre d'un four ou dans tout autre appareil chauffé l'ensemble de l'élément sans qu'il soit contenu dans un tube rayonnant ; et l'écoulement d'un faible courant d'air sur l'élément, ce qui minimise la détérioration de cet élément chauffant et du tube rayonnant par oxydation lorsque ledit élément est installé dans un tel tube.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés- à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels
la figure 1 est une élévation, avec coupe partielle, dlune forme préférée de réalisation de l'élément de chauffage selon l'invention monté dans un tube rayonnant
la figure 2 est une vue de dessus, à échelle agrandie et avec coupe partielle, de l'élément représenté sur la figure i
la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ;
la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ;
la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 1
la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure l ;;
la figure 7 est une vue en perspectïve, à échelle agrandie, d'une plaque trapézoldale de connexion volante, utilisée pour relier les extrémités des conducteurs de l'élément
la figure 8 est une élévation, avec coupe partielle, d'une autre forme préférée de réalisation de l'invention, analogue à celle de la figure 1, mais montée directement dans un four, sans tube rayonnant
la figure 9 est une vue de dessus, à échelle agrandie et avec coupe partielle, de l'élément représenté sur la figure 8
la figure 10 est une élévation, avec coupe partielle, d'une autre forme préférée de réalisation de l'invention dans laquelle l'élément est monté verticalement dans un four ; et
la figure 11 est une vue schématique partielle en perspective d'une variante de conducteur utilisé dans l'élément selon l'invention.

La figure 1 représente une forme préférée 10 de l'élément selon l'invention, monté dans un tube rayonnant 12. Ce tube 12 est fixé dans la paroi W d'un four au moyen d'organes classiques, par exemple un manchon S, une cornière d'entretoisement A en fer, soudée au garnissage L de la paroi du four, et une bride P de montage qui est soudée au tube rayonnant 12. L'élément comprend plusieurs conducteurs 14 disposés radialement autour d'un axe longitudinal et central 16 (figures 3, 4 et 5). Les conducteurs 14 sont connectés les uns aux autres, en formant un montage électrique série monophasé ou polyphasé par des plaques 18 de connexion volante (figures 2, 3 et 5) et par une barre 20 de connexion volante (figures 3 et 5).Au lieu d'utiliser des plaques 18 de connexion, il est possible de réaliser les extrémités des conducteurs d'une seule pièce avec des organes de connexion ou pontets. Ainsi, comme montré sur la figure 11, les extrémités 18A des conducteurs 14 peuvent être formées de manière à constituer des pontets devant être soudés aux extrémités droites des conducteurs adjacents 14. Une barre terminale 22 de connexion est reliée électriquement à un conducteur 14A et une seconde barre terminale 24 est reliée électriquement à un conducteur 14F. Ces connexions permettent au courant de circuler dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, à partir du conducteur 14A, en passant dans les conducteurs indiqués globalement en 14 et dans les plaques 18 de connexion, jusqu'au conducteur 14B qui est lui-même relié au conducteur 14C par la barre 20 de connexion.Le courant passe alors dans les conducteurs 14D, 14E et 14F et il atteint finalement la barre terminale 24 de connexion. I1 est évident que le courant peut egalement circuler en sens inverse, auquel cas son trajet 'est opposé à celui décrit ci-dessus et part sensiblement de la barre terminale 24 de connexion pour aboutir à la barre terminale 22 de connexion, dans le sens des aiguilles d'une montre. I1 est également évident à l'homme de l'art que d'autres circuits de courant peuvent aussi être utilisés sans sortir du cadre de l'invention, les circuits décrits cidessus ne constituant que des exemples nullement limitatifs.

La structure de support des conducteurs 14 et des barres terminales 22 et 24 de connexion comprend une colonne centrale 26, ayant de préférence la forme d'un tube cylindrique (figure 1), plusieurs disques 2 > 3A à 28G, 42 et 44 d'isolation, des entretoises isolantes 30, 40 et 46 et un organe élastique 32 de rappel des pièces d'isolation. Chaque disque isolant présente un trou central 34 (figures 3, 4 et 5)dont le diamètre est suffisant pour permettre le passage libre de la colonne centrale 26. De plus, chaque disque isolant 28 présente plusieurs trous oblongs radiaux 36 (figures 3, 4 et 5) dont le nombre est égal à celui des conducteurs 14 de l'élément. Chaque trou oblong 36 est suffisamment long et large pour permettre à un conducteur 14 d'y coulisser librement.Les entretoises 30A à 30F, 40 et 46 sont creuses et conçues pour pouvoir coulisser librement sur la colonne centrale 26. Cependant, leur diamètre extérieur est supérieur au diamètre des trous 34 des disques isolants 28, 42 et 44.

t'assemblage de la structure de support consiste à faire glisser un disque isolant 28A sur la colonne 26 de support jusqu'à ce qu'il repose contre une rondelle 38 fixée à l'extrémité intérieure 26A de la colonne 26, par exemple par soudage (figure 2). La colonne 26 peut dépasser la rondelle 38 suffisamr,ent pour empêcher d'une manière sûre les extrémités intérieures des conducteurs 14 et les plaques 18 de connexion d'entrer en contact avec l'extrémité fermée 60 du tube rayonnant.Une entretoise 30A est ensuite placée sur la colonne 26 de support, à proximité immédiate du disque isolant 28A, puis des disques 28 et des entretoises 30 sont empilés d'une manière alternée et en nombre nécessaire, sur la colonne.de support, jusqu'à ce que le disque isolant 28G du dernier conducteur soit monté sur la colonne 26 de support, à proximité immédiate de l'entretoise circulaire 30F. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, les entretoises 40 et 46 et les disques isolants 42 et 44 des barres terminales de connexion sont montés sur la colonne 26 de support à droite des conducteurs 14 (figures 1 et 2), afin de positionner axialement l'élément chauffant à l'intérieur du tube rayonnant 12, d'une manière convenable.

L'entretoise 46 est en général placée de manière à traverser la paroi W du four. Ainsi, comme représenté en particulier sur la figure 2, une entretoise 40 de barre terminale est montée entez un disque isolant 28G d'un conducteur et le disque isolant 42 de la barre terminale. Une entretoise isolante 46 de barre terminale assure l'espacement entre le disque isolant 44 de la seconde barre terminale et le disque isolant 42. Les disques 42 et 44 présentent des trous permettant aux barres conductrices 22 et 24 et à la colonne 26 de support de coulisser librement à travers ces disques. Des trous supplémentaires 62 (figure 1) sont également réalisés afin de diminuer le poids et de permettre des mouvements de gaz à travers les disques, comme décrit plus en détail ciaprès. Une rondelle 48 est montée sur la face extérieure du disque isolant 44 de manière à présenter une surface d'appui pour un ressort 32 de rappel qui est fixé autour de la colonne 6 de support au moyen d'une rondelle 49 et d'un écrou 50 ou de tout autre dispositif classique de fixation,
Les entretoises et les disques isolants peuvent coulisser librement sur la colonne 26 de support et les conducteurs 14. Le ressort 32 de rappel tend à maintenir élastiquement les entretoises et les disques isolants en contact les uns avec les autres en repoussant tous les disques et toutes les entretoises contre le disque isolant intérieur 28A. Ce disque 28A est bloqué de manière à ne pas pouvoir se déplacer vers la gauche, comme montré sur la figure 1, par la rondelle 38 mentionnée précédemment.

La colonne 26 de support peut être pleine dans le cas où l'élément est monté directement dans un four, et elle peut être creuse lorsque cet élément est monté dans un tube rayonnant. Comme représenté en 56 sur les figures .3, 4 et 5, la colonne de support est creuse et présente, à son extrémité 26Z (figure 2), un filetage 58 de tuyau, permettant le montage d'un raccord 59 de tuyau, d'un tube 61 et d'une pompe P. Un tuyau 67 relie la pompe P ou tout autre dispositif d'alimentation fluide à une source de fluide convenable, par exemple d'air.Le fluide est mis en circulation dans la partie centrale de la colonne 26 sous une très faible pression et à une faible vitesse, par exemple à une vitesse comprise entre 1,5 et 15 cm par minute, et il s'écoule par l'extrémité intérieure 26A de la colonne de support. I1 es-t évident que ce circuit peut être inversé dans l'application d'une aspiration plutôt que d'une pression pour déplacer le fluide dans la colonne de support.

Lorsque l'élément 10 est monté dans un tube rayonnant 12, l'extrémité fermée 60 de ce dernier dévie et renvoie le gaz qui balaie ainsi les conducteurs 14 et la surface intérieure du tube rayonnant, de gauche à droite comme montré sur les figures 1 et 2. Les trous 62 du disque isolant 42, l'intervalle 63 ménagé entre le disque isolant 42 et le tube rayonnant 12 et l'intervalle 65 ménagé entre le disque isolant 44 et le tube rayonnant 12 permettent au fluide de s'échapper à l'atmosphère. Des essais répétés ont montré que l'introduction d'un léger courant d'air réduit la détérioration par oxydation, à la fois de l'élément chauf fant et du tube rayonnant, en fonctionnement normal, aussi bien à température constante qu'à température variant périodiquement, car ce courant d'air permet la formation d'un oxyde convenable qui protège les- surfaces métalliques.

Ces essais ont montré qu'un tube rayonnant, en alliage de nickel, de chrome et de fer, présente une oxydation très importante lorsqu'il est soumis à des températures élevées en air calme. Les oxydes formés dans ces conditions se détachent aisément et forment des écailles. L'effritement de ces oxydes avive certaines surfaces métalliques qui sont ainsi exposées au milieu ambiant et à une nouvelle oxydation. Ces conditions provoquent une perte accélérée du métal par oxydation, conduisant à une défaillance prématurée de l'alliage. Les conditions -regnant dans un tube rayonnant à chauffage électrique favorisent et accélèrent ce type d'oxydation, à la fois du tube rayonnant et de l'élément électrique chauffant. Les oxydes formés à partir d'un alliage de nickel, de chrome et de fer sont nombreux et de teneur en oxygène variable.Lorsque l'air est calme à l'intérieur du tube rayonnant 12, la formation d'oxydes appauvrit en oxygène l'air ambiant. La nature des oxydes change alors en raison de cet appauvrissement en oxygène. Un fonctionnement prolongé dans ces conditions fait apparaître rapidement une détérioration de l'élément chauffant ou 9u tube rayonnant ou des deux.

DeS essais ont donc montré qu'il etait possible de minimiser ou d'arrêter l'oxydation rapide en supprimant l'air calme de l'intérieur du tube rayonnant. De bons résultats ont été obtenus par une circulation d'air continue dans le tube 12, à des températures supérieures à la température ambiante, le débit d'écoulement d'air étant de 3 préférence compris entre 85 et 700 dm3 par heure dans un tube de 18 cm de diamètre.

I1 convient de noter que les conducteurs 14 dépassent les disques isolants 28A et 28G sur une grande distance afin de laisser une place suffisante pour permettre le soudage de ces conducteurs 14 aux plaques 18 de connexion et pour permettre une dilatation et une contrac tion thermiques libres des conducteurs. Dans la forme préférée de réalisation représentée dans laquelle les disques d'isolation des conducteurs sont espacés de 7,5 cm, un prolongement des conducteurs sur environ 2,5 cm au-delà des disques 28A et 28G s1 est avéré satisfaisant. De plus, il convient de noter que le ressort 32 de rappel permet aux disques isolants 28, 42 et 44 et aux entretoises 30, 40 et 46 de se dilater et de se contracter indépendamment des conducteurs 14.Ainsi, les conducteurs et les organes isolants peuvent réagir séparément aux conditions de chauffage et de refroidissement, suivant leurs coefficients respectifs de dilatation et de contraction thermiques, sans provoquer l'apparition de contrainte ni de déformation, et sans se détériorer les uns les autres.

il peut être souhaitable, pour obtenir un fonctionnement efficace de l'élément chauffant, de concentrer fortement la chaleur aux extrémités opposées du tube, à proximité immédiate des parois réfractaires du four. Par conséquent, les plaques 18 de connexion peuvent être conçues afin que leur capacité de transport de courant soit suffisante pour que la résistance comprise entre les conducteurs 14 soit réduite et que l'émission de chaleur aux extrémités de l'élément soit moindre que celle se produisant le long de l'axe longitudinal de cet élément. A cet effet, la section droite des plaques 18 de connexion a une épaisseur à peu près égale au double de celle des conducteurs 14. I1 convient également de noter que l'alignarwent radial des-conducteurs 14, analogue à un alignement d'ailettes, assure une interference minimale entre les rayonnements produits par les conducteurs. L'espacement circonfE- rentiel extérieur préféré des ailettes radiales est à peu près égal à 90 % ou plus de la largeur des ailettes formées par les conducteurs, afin que les surfaces de ces ailettes produisent un dégagement de chaleur maximal.

En utilisant des conducteurs 14 de section rectangulaire, il est possible de modifier la résistance de ces conducteurs sans changer sensiblement la capacité de rayonnement de leur surface, de sorte que la masse des conducteurs peut varier alors que la surface utile-reste constante. Inversement, l'aire de la section droite du conducteur peut être maintenue à une valeur constante alors que la surface utile est augmentée ou diminuée. Ainsi, l'utilisation de conducteurs en forme de rubans plats apporte un avantage considérable, du point de vue conception, par rapport à celle de conducteurs de section circulaire pour lesquels l'aire de la section et la surface utile dépendent du diamètre.

L'élément de chauffage selon l'invention ne nécessite aucun disque d'isolation entre les extrémités intérieures des conducteurs 14 et l'extrémité intérieure du tube rayonnant 12. Du fait de la présence du support central 26, les conducteurs sont dégagés de toute fonction de support, de sorte que l'élément peut être installé verticalement sans que les conducteurs 14 soient soumis à des contraintes ou des déformations indésirables. Dans le cas d'un montage horizontal, les disques 28 d'isolation des conducteurs supportent le poids de ces derniers afin d'empêcher tout fléchissement excessif. Ainsi, un espacement de 7,5 cm s'est avéré satisfaisant pour les disques d'isolation dans le cas où les conducteurs ont une section droite d'environ 3,2 x 25,4 mm.

Les figures 8 et 9 représentent une forme préférée de réalisation de l'élément chauffant 10 monté directement à l'intérieur du four plutôt que dans un tube rayonnant 12, comme représenté sur les figures 1 et 2. Dans cette installation, l'élément chauffant 10 est monté de manière à constituer une poutre dans laquelle la colonne centrale 26 de support est supportée, à ses deux extrémités, par les parois W du four. L'extrémité de droite de la colonne 26 de support comporte un manchon 47 auquel une plaque P de montage est soudée. Cette plaque P est également fixée à une cornière A d'entretoisement en fer, comme décrit précédemment en regard des figures 1 et 2.Bien que la colonne centrale 26 de support soit représentée comme étant tubulaire sur les figures 8 et 9, elle peut également être constituée d'une barre pleine pourvu qu'il ne soit pas nécessaire de faire circuler un fluide non oxydant dans la colonne lorsque l'élément n'est pas logé dans un tube rayonnant. Dans le cas où l'élément est utilisé dans un four à atmosphère contrôlée, les barres conductrices 22 et 24 traversent la plaque P de montage, comme montré sur la figure 9, et elles sont fixées à cette plaque P par des isolateurs électriques 25 qui protègent hermétiquement les conducteurs 22 et 24 contre les fuites avec l'atmosphère.

Dans cette forme de réalisation de l'invention, un organe élastique 32 de rappel des organes isolants porte contre une rondelle 48 solidaire du manchon 47 de support, de manière à tendre à déplacer la colonne centrale 26 vers l'extérieur et vers la droite et à comprimer ainsi les organes isolants 42 et les entretoises intermédiaires 30, 40 et 46 les uns contre les autres. La construction de cet élément est en tous autres points analogue à celle de l'élément décrit plus en détail en regard des figures 1 et 2, et les deux formes de réalisation comprennent les mêmes organes.

La figure 10 représente l'élément chauffant 10 monté verticalement dans un four, de sorte que la totalité du poids de l'élément est supportée par la colonne centrale 26. Dans une installation à atmosphère contrôlée, si la structure ou colonne 26 est tubulaire, un obturateur 27 peut être fixé sur son extrémité inférieure afin d'empêcher toute fuite de l'atmosphère par le centre de la colonne.

En variante, la colonne centrale 26 de support peut être constituée d'une barre pleine, dans l'installation telle que représentée. Cependant, si l'installation verticale comprend un tube rayonnant, la colonne centrale de support doit être tubulaire et il est avantageux de prévoir un dispositif destiné à introduire un fluide non oxydant, comme décrit précédemmenten regard des figures 1 et 2. Dans l'installation verticale telle que celle représentée sur la figure 10, ou dans un tube rayonnant, la colonne centrale 26 de support et les conducteurs 14 sont placés sous traction, alors que les entretoises 30, 40 et 46 sont en compression, en raison de la pesanteur et de la force de l'organe 32 de rappel.

La figure 11 représente une variante de conducteur 14, dans laquelle la plaque 18A de connexion est constituée par un prolongement du conducteur 14. Ainsi, au lieu de souder une plaque 18 de connexion (figure 7) sur les extrémités des conducteurs 14, on peut, dans certaines installations, plier à angle droit une extrémité de chaque conducteur de manière que la partie ainsi obtenue corresponde à la plaque 18 de connexion, comme représenté en 18A sur la figure 11. Ainsi, l'organe 18A de connexion est réalisé d'une seule pièce avec le conducteur 14 et il est soudé à un conducteur adjacent 14, ce qui permet de supprimer une soudure dans le montage des conducteurs, comme décrit pour les formes de réalisation montrées sur les figures 1 à 6.

I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément chauffant décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Elément de chauffage électrique pouvant etre monté à proximité immédiate d'un appareil = chauffer tel qu'un tube rayonnant, une chambre chauffante ou un four, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs conducteurs plats, allongés, reliés les uns aux autres, ayant une section droite rectangulaire, alignés radialement et concentriquement autour d'un axe longitudinal, et des organes d'isolation destinés à maintenir les conducteurs espacés circonférentiellement les uns des autres.

2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un support longitudinal central sur lequel les organes d'isolation sont fixés.

3. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où l'appareil à chauffer est un tube rayonnant, il comporte un support longitudinal central au tour- duquel les organes d'isolation sont fixés de manière à écarter les conducteurs de la surface intérieure du tube rayonnant, le support longitudinal étant creux, un dispositif faisant circuler un fluide dans ce support et.à contrecourant sur les conducteurs et la surface intérieure du tube rayonnant

4.Elément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des organes deslés à monter verticalement l'élément chauffant à proximité de l'appareil à chauffer, de manière que les conducteurs, et de préférence également le support longitudinal soient placés sous traction, les organes d'isolation étant alors placés sous compression.

5. Elément de chauffage électrique, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs organes d'isolation disposés axialement le long de conducteurs et destinés à aligner mécaniquement ces conducteurs autour d'un axe longitudinal central, la section droite des conducteurs étant alignée radialement avec l'axe longitudinal, des organes empêchant tout mouvement entre les conducteurs et les organes d'isolation, des organes d'entretoisement, qui sont de préférence non conducteurs, étant disposés entre les organes d'isola tion, des organes reliant entre eux les conducteurs, et un élément central de structure, centré sur l'axe longitudinal, étant destiné à supporter les organes d'isolation et les organes d'entretoisement en alignement deux à deux, les organes d'isolation étant de préférence conçus pour maintenir les conducteurs à l'écart de la surface d'un appareil à chauffer.

6. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un organe qui tend à faire porter les organes d'isolation contre les organes d'entretoisement.

7. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif faisant circuler un fluide, par exemple un gaz ou de l'air, sur les conducteurs afin de minimiser l'oxydation dudit élément.

8. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe central de structure est creux et conçu pour permettre l'introduction d'un fluide à une extrémité et la sortie de ce fluide à son extrémité opposée, le fluide circulant à contre-courant sur les conducteurs apres être sorti de l'organe central de structure.

9. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un organe d'isolation, adjacent à une extrémité de l'organe central de structure, est fixé de manière à ne pas pouvoir dépasser cette extrémité, un organe tendant à déplacer vers l'intérieur un organe d'isolation monté sur l'extrémité opposée de l'organe central de structure, de manière que les organes d'isolation et les organes d'entretoisement disposés entre les 'organes d'isolation opposés soient serrés entre ces derniers.

10. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe central de structure est conçu pour supporter totalement ltélément en suspension verticale.

11. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce-que les organes d'isolation sont suffisamment rapprochés les uns des autres pour empêcher les conducteurs de fléchir lorsque l'élément est monté horizontalement à proximité d'un appareil à chauffer.

12. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conducteurs sont alignés deux à deux de manière à former un V pour rayonner vers l'extérieur la chaleur produite par effet Joule.

13. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe central de structure est tubulaire et conçu de manière à pouvoir être parcouru par un fluide, l'élément comportant également, de préférence, un dispositif qui refoule le fluide dans l'organe tubulaire central et le fait circuler sur les- conducteurs.

14. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes d'entretoisement comprennent des manchons cylindriques destinés à s'emboiter librement et concentriquement sur l'organe central de structure, les organes d'isolation et les organes d'entretoisement étant de préférence montés concentriquement sur l'organe central de structure.

15. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que-l'organe central de structure, les organes d'isolation et les organes d'entretoisement de l'assemblage constituent une structure de support d'un seul bloc dans laquelle les conducteurs peuvent se déplacer librement, sans être soumis à une charge.

16. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes reliant les conducteurs entre eux sont des organes de connexion ou pontets à faible résistance, de manière que le dégagement de chaleur se produisant aux extrémités de l'élément soit minimisé.

17. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes d'isolation et les organes d'entretoisement sont comprimés élastiquement les uns contre les autres, concentriquement sur l'organe central de structure, afin de former un ensemble de support dont l'intégrité de structure est indépendante des conducteurs.

18. Elément de chauffage électrique, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs conducteurs plats et allongés, plusieurs organes d'isolation disposés axialement le long des conducteurs et destinés- à aligner mécaniquement ces derniers autour d'un axe longitudinal central, de manière que les sections droites des conducteurs plats soient orientées radialement par rapport à l'axe longitudinal central, les organes d'isolation présentant des trous permettant aux conducteurs et à ces organes de se déplacer librement les uns par rapport aux autres, des organes tubulaires d'entretoisement étant montés entre les organes d'isolation, des plaques de connexion reliant entre eux les conducteursj un organe tubulaire central de structure, centre sur l'axe longitudinal et disposé à l'intérieur des entretoises tubulaires, étant destiné à supporter les organes d'isolation et les organes d'entretoisement afin de les maintenir en alignement deux à deux, un dispositif faisant écouler un fluide qui permet de freiner l'oxydation des conducteurs en provoquant une certaine agitation de l'air entourant ces conducteurs, afin de minimiser ainsi l'oxydation destructrice dudit élément.

19. Elément selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif faisant circuler le fluide sur les conducteurs à un débit sensiblement compris entre 85 et 700 dm3 par heure et avantageusement à une vitesse comprise entre 1,5 et 15 cm par minute, une source de fluide non oxydant ou d'air étant de préférence utilisée pour permettre un écoulement de ce fluide ou de l'air sur les con dupeurs.

20. Elément selon l'une des revendications 5 et 18, caractérisé en ce que la distance circonférentielle extérieure comprise entre les conducteurs orientés radialement est à peu près égale à une valeur comprise entre 50 et 500 % de la largeur des conducteurs afin que les surfaces de ces derniers produisent un dégagement maximal de chaleur, cet espacement circonférentiel extérieur entre les conducteurs orientés radialement étant avantageusement égal ou supérieur à 90 % de la largeur des conducteurs.